Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций

Пусть Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru пространство финитных функций.

Опр.Лин. непрерыв. функционал на пространстве Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru будем наз-ть обобщённой функцией(на числовой оси Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru ).

Множество всех обобщённых функций, в силу данного выше определения, образует сопряженное множество Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru к пространству финитных функций Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru .

Если Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru – обобщённая функция и Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru , то число Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru называют значением обобщённой функции f на финитной функции x.

Отметим, что часто вместо Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru в математической литературе применяются обозначения <f,x> или <f(t),x(t)>, а в технической - Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru или Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru .

Для того чтобы линейный функционал Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru на пространстве D был бы обобщённый функцией, необходимо и достаточно выполнения одного из следующих условий:

1. Для любой последовательности ( Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru ) сходящейся к нулю в пространстве D числовая последовательность ( Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru ) сходится к нулю.

2. Функционал Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru ограничен.

3. Для любого натурального числа n функционал Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru непрерывен на пространстве Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru , то есть выполняется следующее условие:

Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru . Если в условии (3) взять m,не зависящее от n, что эквивалентно условию Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru , то функционал f наз-ся обобщённой функцией конечного порядка сингулярности, причём наименьшее m, при котором выполняется (2), наз-ся порядком сингулярности обобщённой функции f. Обобщённые функции, не являющиеся обобщёнными функциями конечного порядка сингулярности, наз-т обобщёнными функциями бесконечного порядка сингулярности.

Функция, определённая на числовой оси, будет наз-ся обычной, если она интегрируема по Лебегу на любом конечном интервале числовой оси.

Пусть f- обычная функция. Сопоставим ей функционал Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru на пространстве D по следующей формуле: Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru ( Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru ) (3).

Так как f- обычная функция, а функция x финитна, то интеграл в правой части равенства (3) существует и конечен.

Линейность функционала Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru следует из линейности интеграла.

Докажем, что функционал Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru непрерывен. Пусть Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru . Из определяющего равенства (3) имеем Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru , где ради краткости введено обозначение Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru .

Из получ. нерав-ва следует, что Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru -обобщ. ф-ция нулевого порядка сингулярности.Т.о., каждой обычной функции мы сопоставили обобщённую функцию, причём нулевого порядка сингулярности. Такие обобщённый функции называют регулярными. В этом случае говорят, что регулярная обобщённая функция Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru порождена обычной функцией f. Обобщённые функции, не являющиеся регулярными, наз-ся сингулярными обобщёнными функциями.

Примеры не регулярных обобщённых функций:

1. Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru -функция. Обобщённая функция Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru , называемая дельта-функцией, или дельта-функцией Дирака, которая определяется равенством Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru

2. Смещенная -функция. Зафиксируем Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru и определим обобщённую функцию Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru . обобщённая Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru называется смещенной Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru -функцией.

3. Обобщённая функция Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru . Функция Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru не явл-ся обычной функцией, так как она не интегрируема в окрестности нуля. Однако можно определить обобщённую функцию, обозначаемую Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru , следующим образом: Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru где v.p.- означает главное значение в смысле Коши рассм-го интеграла.

4. Обобщённая функция Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru

5. Обобщённая функция Определение обобщенной функции. Примеры обобщенных функций - student2.ru

Наши рекомендации